Преди 45 години Карл Сейгън обясни четвъртото измерение

Карл Сейгън използва разрязана ябълка, за да обясни перфектно четвъртото измерение.

Концепцията за него изглежда отвъд човешкото разбиране. Като триизмерни същества, ние не можем да възприемем нищо отвъд височината, ширината и дълбочината на физически обект.

Какво друго би могло да има? Дори когато разбираме теорията, е почти невъзможно да я визуализираме в съзнанието си, което е ограничено от физическата реалност около нас.

И тук се появява Карл Сейгън – смятан за един от най-великите научни умове на своето време. Най-известен с изследванията си на извънземния живот, той е един от първите, които смятат, че е възможно да е съществувал живот на на Марс.

Сейгън притежава уникалната способност да „разкодира“ сложни научни идеи и да ги направи разбираеми и увлекателни за широката публика. Ако никога не сте го гледали по телевизията, можете да си го представите като научния Мистър Роджърс – дружелюбен, увлекателен разказвач, който винаги успява да обясни трудните неща по най-простия начин.

През 1980 г., в епизод 10 от революционното предаване на PBS „Космос“, Сейгън предприема мисията да обясни на пръв поглед невъзможното – четвъртото измерение.

Samsonite хвърли куфар от космоса. Оцеля ли при падането?

Красноречив комуникатор – и при това чаровен

Много от вас са чували, че времето се разглежда като четвърто измерение. Това не е трудно за разбиране – за да се определи местоположението на обект във Вселената, трябва да се знаят трите пространствени координати и времето, в което той съществува.

Но съществува и по-теоретично разбиране, в което всички четири измерения са пространствени. Това е почти невъзможно за възприемане... освен ако не ви го обясни талантлив учител.

Какво прави обяснението на Сейгън толкова добро?

Той използва прости и познати предмети – ябълка и тесеракт (четириизмерен хиперкуб). Сейгън обяснява, че ако една ябълка съществуваше в двумерно пространство, обитателите на тази „Плоскоземия“ щяха да виждат само напречното ѝ сечение в даден момент.

„Когато астрономите говорят за голямата структура на космоса, понякога казват, че пространството е извито. Или че Вселената е крайна, но без граници“, започва Сейгън. „Какво, по дяволите, означава това?“

След това Сейгън обяснява как едно двумерно същество в плосък свят би възприело триизмерен обект, като ябълка.

"Представете си, че живеем в тази "Плоскоземия – двумерна равнина, без понятия като "горе" и "долу". И тогава се появява триизмерен обект, например ябълка. Ние изобщо не го забелязваме, докато не пресече нашата равнина на съществуване – и дори тогава нямаме представа какво е това. Виждаме само откъс от него, докато преминава през нашата равнина. Няма как да възприемем триизмерността на ябълката, защото това е отвъд нашето разбиране. Имаме само следата, която е оставила при преминаването си."

За да демонстрира, Сейгън потапя ябълката в мастило и я отпечатва върху повърхността пред себе си – която представлява Плоскоземия и нейните обитатели. За тях ябълката съществува само като точките, където се допира до хартията – четири малки петна.

Той обяснява, че докато ябълката преминава през двумерната равнина, нейното напречно сечение се променя. Така че, за някой, който живее в тази равнина, ябълката би изглеждала като непрекъснато променящи се и размествани форми. Лудост!

Сейгън свързва този двумерен опит за разбиране на третото измерение с нашия собствен опит да разберем четвъртото. За целта използва тесеракт – четириизмерен куб, за да демонстрира колко трудно е да възприемем измерения отвъд нашето собствено.

Тесерактът не може да съществува в триизмерното пространство, но може да бъде представен – както куб може да се нарисува на лист хартия. Сейгън обяснява, че тесерактът е куб, разширен в четвъртото измерение, но:

„Не мога да ви покажа тесеракт, защото аз и вие сме затворени в три измерения.“

Рядък изглед от космоса: Ледник в Антарктида сякаш дими

Но той може да покаже триизмерна проекция на такъв. Както куб може да се нарисува на хартия или да хвърли сянка, така и тесерактът може да бъде представен – макар и несъвършено – в триизмерното пространство. Справяте ли се до тук?

В този момент Сейгън приканва зрителя да разшири съзнанието си и да разбере четвъртото измерение по метафоричен начин. Дори да не можем да го видим или визуализираме напълно, това не означава, че не можем да извлечем уроци и улики от видимото.

Изучаването на четириизмерното пространство може да ни помогне да разберем по-добре вселената. Това, че възприемаме само три измерения, не означава, че други не съществуват.

За физици и математици е от решаващо значение да могат да си представят и картографират тези теоретични пространства, за да разбират неща, които иначе са необясними. Спомняте ли си променящите се форми, когато ябълката преминава през Плоскоземия?

Демонстрацията на Сейгън за четвъртото измерение не е просто чудесно обяснение на трудна за възприемане научна идея – тя е и отличен пример за това как се преподава сложна тема: с ясни обяснения, използване на ежедневни обекти и брилянтно разказвачество.